Abstract

The invention relates to a scanning microscope having a light source 1, a light detector 13 and two objectives 7 and 8 which are situated on different sides of the object plane 9 and illuminate an object point simultaneously. Means (15) for varying the interference are arranged such that light which has passed through one of the objectives 7 is superimposed on the object and/or on the photoelectric receiver 13 by light which has passed through the objective 8 arranged on the opposite side of the object plane 9, this superimposition being such that interference patterns are formed and it is possible to influence the interference patterns intentionally. A high resolution is achieved with this arrangement. <IMAGE>

Description

Translated from German

[0001] [0001]

Die Erfindung betrifft ein Rastermikroskop mit mindestens einer Lichtquelle, mindestens einem Lichtdetektor und mindestens zwei Objektiven, die auf verschiedenen Seiten der Objektebene liegen, so angeordnet, daß sie mindestens einen Objektpunkt gleichzeitig beleuchten können, wobei sich auf verschiedenen Seiten der Objektebene mindestens ein Objektiv befindet. The invention relates to a scanning microscope having at least one light source, at least one light detector and at least two lenses which lie on different sides of the object plane, arranged so that they can at least an object point at the same time light, wherein at least one lens is located on different sides of the object plane.

Dies gilt nicht für die Auflösung in Z-Richtung. This does not apply to the resolution in the Z direction.Für die genaue dreidimensionale Erfassung eines Punktes transparenter oder fluoreszierender Objekte ist aber die Auflösung in Z-Richtung genauso wichtig wie in XY-Richtung. For the exact three-dimensional acquisition of a point of transparent or fluorescent objects but the resolution in the Z direction is as important as in the XY direction.

[0006] [0006]

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Rastermikroskop vorzuschlagen, dessen Auflösung möglichst groß ist. The present the object underlying the invention is to propose a scanning microscope, the resolution is as large as possible.

[0007] [0007]

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Rastermikroskop der eingangs genannten Art Interferenzveränderungsmittel derart angeordnet sind, daß Licht, das durch eines der Objektive hindurchgegangen ist, mit Licht, das durch das auf der gegenüberliegenden Seite der Objektebene angeordnete Objektiv hindurchgegangen ist, am Objekt und/oder am Lichtdetektor so überlagert wird, daß sich Interferenzmuster ausbilden und eine gezielte Beeinflussung der Interferenzmuster möglich ist. This object is inventively achieved in that arranged at a scanning microscope of the type mentioned interference altering means such that light that has passed through one of the lenses, with light that has passed through the disposed on the opposite side of the object plane lens on the object and / or at the light detector superimposed so that form interference patterns and a specific influencing of the interference pattern is possible.

Vorzugsweise sind zwei Objektive, die auf verschiedenen Seiten der Objektebene angeordnet sind, gegeneinander gerichtet und zur optischen Achse und zueinander zentriert. Preferably, two lenses, which are arranged on different sides of the object plane, directed towards one another and to the optical axis and centered to each other.

[0011] [0011]

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform befindet sich in mindestens einer Ebene, die zur Objektebene optisch konjugiert ist, mindestens eine Blende. According to a particularly preferred embodiment, is located in at least one plane which is optically conjugate to the object plane, at least one aperture.Diese Blende ist üblicherweise eine Lochblende. This diaphragm is usually a pinhole.Eine Blende wird insbesondere dann vorgesehen, wenn sich die optisch zur Objektebene konjugierte Ebene vor einem Lichtdetektor befindet, der das durch die Blende gegangene Licht registriert und/oder daß diese Blende als Lichtquelle dient. An aperture is provided in particular when the optically conjugate to the object plane located in front of a light detector which registers the previous light through the aperture and / or that this aperture is used as a light source.

In einer anderen Ausführungsform bewirken die Interferenzveränderungsmittel vorzugsweise eine Translationsbewegung der Objektive, so daß die Translationsbewegung eine nicht verschwindende Komponente in Ausbreitungsrichtung der Wellenfront besitzt, wobei sich die Objektive und die Probe zusammen entlang der optischen Achse bewegen. In another embodiment, the interference altering means preferably cause a translational movement of the lenses, so that the translatory movement has a non-vanishing component in the direction of propagation of the wave front, with the lenses and the sample move together along the optical axis.Interferenzveränderungsmittel verschiedener Bauart können in ein und demselben Aufbau vorhanden sein. Interference changing means of different types may be present in the same building.

Vorzugsweise ist mindestens ein Interferenzveränderungsmittel mit der Steuer- und/oder Regelelektronik der Rasterung und/oder mit der Bildaufnahmeelektronik in ihrer Funktion rückgekoppelt und/oder abgestimmt. Preferably, at least fed back to their function and / or coordinated an interference altering means to the control and / or regulating electronics for the scanning and / or with the image pickup electronics.

Im Falle der Fluoreszenzmikroskopie kann in den von dem Strahlenteiler 4 nach oben oder unten abgelenkten Wellenfronten einer der Beleuchtungs- oder Detektionsstrahlengänge mit Hilfe von Farbfiltern ausgeschaltet werden. In the case of fluorescence microscopy in the deflected from the beam splitter 4 up or down wavefronts one of the illumination or detection beam paths with the aid of color filters can be eliminated.Dies geht auf Kosten der Auflösung; This comes at the expense of resolution;diese ist aber trotzdem größer als beim konventionellen konfokalen Mikroskop. but this is still higher than the conventional confocal microscope.

[0031] [0031]

Die Kompensationsvorrichtung 15, die beispielsweise eine optische Verzögerungsplatte ist, ist zur optimalen Abstimmung der Interferenz eingebaut, insbesonders so, daß konstruktive Interferenz entsteht. The compensating device 15, which is for example an optical retardation plate is installed for optimal coordination of the interference, in particular such that constructive interference occurs.Sie kann entweder wie dargestellt in dem oberen Teil der Wellenfront oder auch im unteren Teil der Wellenfront eingebaut werden. It can either be installed as shown in the upper part of the wave front, or in the lower part of the wavefront.Sie dient insbesondere dazu, solche Abstimmung der Interferenz zu ermöglichen, deren Verzögerung zeitlich schnell veränderbar ist. It is used in particular to allow such a vote of interference whose delay is varied rapidly in time.Diese können mit der Bildaufnahmeelektronik und/oder der Elektronik zur Steuerung und Regelung der Rasterung rückgekoppelt werden. These may be fed back to the image sensing electronics and / or the electronics for the control and regulation of the screening.

Das Objekt befindet sich vorzugsweise auf einer Tischvorrichtung, welche eine Bewegung des Objekts in Z-Richtung, vorzugsweise in allen drei Raumrichtungen erlaubt. The object is preferably located on a stage apparatus which allows a movement of the object in the Z direction, preferably in all three spatial directions.

Die Bewegungen der Spiegel 51 und 54 werden von den beiden Objektiven 7 und 8 des Mikroskops in der Objektebene 9 in zwei zueinander senkrechte lineare Bewegungen umgewandelt. The movements of the mirrors 51 and 54 are converted into two mutually perpendicular linear movements of the two lenses 7 and 8 of the microscope in the object plane. 9Auf diese Weise kann das Objekt flächenmäßig abgerastert werden. In this way, the object can be scanned in area.Wenn man einen der beiden Spiegel auf einer zweiachsigen Mechanik anbringt, z. If you install one of the two mirrors on a two-axis mechanism such.B. wenn man einen Galvanometerspiegel auf den anderen draufsetzt, so kann man auf einen Spiegel und zwei Linsen verzichten. As if it is a galvanometer mirror to the other, one can do without a mirror and two lenses.Dies ist gut für die Ausbeute des detektierten Lichts. This is good for the yield of the detected light.Man kann auch dann auf einen Spiegel verzichten, wenn eine Ablenkrichtung durch eine gleichwertige Tischbewegung in der Objektebene 9 ersetzt wird. One can even do without a mirror when a deflection is replaced by an equivalent stage movement in the object plane. 9

Ein weiterer Unterschied zu den bisher beschriebenen Anordnungen besteht darin, daß die beiden Lochblenden 102 und 202 Translationsbewegungen durchführen können und so gegeneinander versetzt werden können. A further difference to the previously described arrangements is that the two diaphragms can perform translational motions 102 and 202 and can be displaced against each other.

In dieser Anordnung kann, wie in allen anderen Anordnungen auch, der Strahlteiler 4 sowohl ein physikalischer als auch ein geometrischer Strahlteiler sein, oder auch aus mehreren optisch wirksamen Teilen zusammengesetzt sein. In this arrangement, as in all other arrangements, the beam splitter 4 may also be both a physical as well as a geometric beam splitter, or from a plurality of optically effective parts to be assembled.Dies gilt auch für den Strahlteiler 304, der auch durch eine Kombination, wie sie aus 4 und 4' gebildet wird, ersetzbar ist. This also applies to the beam splitter 304, which is replaceable by a combination of how it is made from 4 and 4 '.

Rastermikroskop nach Anspruch 1, A scanning microscope according to claim 1,dadurch gekennzeichnet, characterized,daß an mindestens einem abzubildenden Objektpunkt und/oder an mindestens einem Lichtdetektor zumindest zeitweise konstruktive Interferenz auftritt. that at least at times, constructive interference occurs at at least one imaged object point and / or at least one light detector.

Rastermikroskop nach Anspruch 1 oder 2, A scanning microscope according to claim 1 or 2,dadurch gekennzeichnet, characterized,daß zwei Objektive (7, 8), die auf verschiedenen Seiten der Objektebene (9) angeordnet sind, gegeneinander gerichtet und zur optischen Achse und zueinander zentriert sind. that two lenses (7, 8) which are arranged on different sides of the object plane (9), directed against each other and to the optical axis and to one another are centered.

Rastermikroskop nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, Scanning microscope according to at least one of the preceding claims,dadurch gekennzeichnet, characterized,daß mindestens ein Interferenzveränderungsmittel mit der Steuer- und/oder Regelelektronik der Rasterung und/oder mit der Signalverarbeitungselektronik ihrer Funktion rückgekoppelt und/oder abgestimmt ist. is that at least one interference altering means to the control and / or regulating electronics for the scanning and / or with the signal processing electronics their function fed back and / or tuned.

Measurement of the separation between a laser-machining tool and the surface of a workpiece being worked, using an optical measurement method that is insensitive to alignment of the laser processing head